(57)【要約】【課題】基板の外観特性を改善できるようにした半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】上部電極２１と、上部電極２１と向かい合って配置される下部電極２３とを有し、上部電極２１と下部電極２３との間の空間３５内に反応性ガス（例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３等）を供給するＲＩＥ装置５０の、下部電極２３上にウエーハＷを配置してパシベーション膜をエッチングする際に、排気スペース３３の高さｈを調整する。これにより、空間３５内において、反応性ガスの含有量を調整することができる。【選択図】図１
2010165967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と、前記上部電極と向かい合って配置される下部電極とを有し、前記上部電極と前記下部電極との間の空間内に反応性ガスを供給するドライエッチング装置の、前記下部電極上に基板を配置して前記基板上の膜をエッチングする際に、
前記空間の内側から外側に至る排気スペースの高さを調整することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記ドライエッチング装置は、
前記上部電極の周縁部であって前記下部電極と向かい合う面を覆う第１のリングと、
前記下部電極の周縁部であって前記上部電極と向かい合う面を覆う第２のリングと、を有し、
前記排気スペースは前記第１のリングと前記第２のリングとの隙間であり、
前記排気スペースの高さの調整は、前記第１のリングと前記第２のリングとの離間距離を調整することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記ドライエッチング装置を用いて直前に処理した前記基板のアンロード後の外観特性に基づいて、前記排気スペースの高さを調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記膜はパシベーション膜であり、前記パシベーション膜をエッチングする際は、
パッド電極の上方及びスクライブラインの上方を同時にエッチングすることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウエーハＷ上のパッド電極１は、その周縁部がパシベーション膜２で覆われており、周縁部以外の上方が開口されている。ここで、パシベーション膜２は、例えば、シリコン酸化膜３とシリコン窒化膜４とが積層された構造を有する。このパッド電極１上の開口工程は、通常、ドライエッチングにより行われるが、この際に、パッド電極１上のパシベーション膜２と共に、スクライブライン５上のパシベーション膜２も同時にエッチングする。これは、開口工程の後に行われるダイシング工程で、チッピングの発生を防ぐためである。スクライブライン５上に厚膜が残っているとチッピング（欠け）が発生し易い。このため、開口工程では、パッド電極１の上方だけでなく、スクライブライン５の上方もエッチングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の開口工程では、パッド電極１上での膜残りを防止するために、パシベーション膜２を過剰にエッチングする（即ち、オーバーエッチングする）。パッド電極１は例えばアルミニウム（Ａｌ）等からなり、パシベーション膜２に対してエッチングの選択性があるため、パシベーション膜２をオーバーエッチングしても、パッド電極１はほとんど削られない。
しかしながら、スクライブライン５では、パシベーション膜２の下には層間絶縁膜６が存在する。この層間絶縁膜６は通常、シリコン酸化膜からなるため、スクライブライン５においては、オーバーエッチングにより層間絶縁膜６が削られる。ここで、従来の技術では、オーバーエッチングの後で、スクライブライン５が他の表面と比較して、外観上、異常が発生したように見える場合があった。
【０００５】
この原因は、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、開口部７の底面に微細な凹凸８が多数形成されることによる。詳しく説明すると、上記の開口工程では、ＣＦ４、ＣＨＦ３等の反応性ガスを用いてドライエッチングを行うが、この過程でポリマーを生成する。スクライブライン５上では、このポリマーが開口部７の底面に付着し、エッチングのマスクとして働くため、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、微細な凹凸８が多数形成される。即ち、パッド電極１の表面上では、ポリマー膜が形成されても下地は（削られにくい）Ａｌのため微細な凹凸８は形成されないが、スクライブライン５上ではポリマー膜をマスクに層間絶縁膜６がエッチングされるため、開口部７の底面に微細な凹凸８が多数形成される。
【０００６】
このような、外観特性に関する課題は、製品特性に何ら影響を及ぼすものではない。その理由は、上記の微細な凹凸８は、スクライブライン５上にのみ形成されるからである。即ち、スクライブライン５にはＴＥＧ（Ｔｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）９が形成されることはあっても、製品としてのＩＣ素子１０が形成されることはない。また、スクライブライン５はダイシング工程で切削除去されるため、後々まで凹凸８が残ることもない。
【０００７】
しかしながら、開口工程の後に続く、検査工程やダイシング工程では、スクライブライン５の外観を作業者等が目にする機会があり、その外観の特異性から、ウエーハＷに形成されたＩＣ素子１０に何か不具合が生じているのはないか、と誤解される可能性があった。このような誤解は、作業者による処理を止め、製品処理を停滞させる可能性があり、好ましいものではない。また、類似の外観特性を有する不具合（たとえば残渣）を見逃す恐れがある。
そこで、本発明の幾つかの態様は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板の外観特性を改善できるようにした半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、上部電極と、前記上部電極と向かい合って配置される下部電極とを有し、前記上部電極と前記下部電極との間の空間内に反応性ガスを供給するドライエッチング装置の、前記下部電極上に基板を配置して前記基板上の膜をエッチングする際に、前記空間の内側から外側に至る排気スペースの高さを調整することを特徴とするものである。
このような方法によれば、上部電極と下部電極とに挟まれた空間内において、反応性ガスの含有量（こもり度合い）を調整することができ、反応性ガスを原料とするポリマー膜の形成を抑制することができる。これにより、例えば、パシベーション膜をエッチングしてパッド電極上を開口した後の、基板の外観特性を改善することができる。
【０００９】
また、上記の製造方法において、前記ドライエッチング装置は、前記上部電極の周縁部であって前記下部電極と向かい合う面を覆う第１のリングと、前記下部電極の周縁部であって前記上部電極と向かい合う面を覆う第２のリングと、を有し、前記排気スペースは前記第１のリングと前記第２のリングとの隙間であり、前記排気スペースの高さの調整は、前記第１のリングと前記第２のリングとの離間距離を調整することにより行うことを特徴としても良い。このような方法によれば、第１のリングと第２のリングとの離間距離を調整することにより、上記空間内での反応性ガスの含有量を容易に調整することができる。
【００１０】
また、上記の製造方法において、前記ドライエッチング装置を用いて直前に処理した前記基板のアンロード後の外観特性に基づいて、前記排気スペースの高さを調整することを特徴としても良い。このような方法によれば、製品処理を続けながら基板の外観特性を改善することができる。
また、上記の製造方法において、前記膜はパシベーション膜であり、前記パシベーション膜をエッチングする際は、パッド電極の上方及びスクライブラインの上方を同時にエッチングすることを特徴としても良い。このような方法によれば、パシベーション膜をエッチングしてパッド電極上を開口した後の、基板の外観特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＲＩＥ装置５０の構成例を示す図。
【図２】排気スペース３３の高さｈと、反応性ガスの含有量との関係を示図。
【図３】パラメータの変更例を具体的に示す図。
【図４】外観特性の改善効果を模式的に示す図。
【図５】上部電極２１の下部電極２３に対する相対的な動作を示す図。
【図６】従来技術の課題を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係るＲＩＥ装置５０の構成例を示す概念図である。図１に示すＲＩＥ装置５０は、例えばナローギャップ型の装置であり、上部電極２１と、上部電極２１と向かい合って配置された下部電極２３と、上部電極２１の周縁部であって下部電極２３と向かい合う面を覆うように配置されたシールドリング２５と、下部電極２３の周縁部であって上部電極２１と向かい合う面を覆うように配置されたフォーカスリング２７と、ＲＦ電源２９と、ターボポンプ３１と、ドライポンプ３２と、を有する。上部電極２１は例えばアノード（陽極）であり、下部電極２３は例えばカソード（陰極）である。また、シールドリング２５はプラズマをウエーハＷ上に集中させると共に、例えば、上部電極２１を固定しているネジ（図示せず）をプラズマに晒さないように保護するものである。フォーカスリング２７は、プラズマをウエーハＷ上に集中させるものである。シールドリング２５とフォーカスリング２７との隙間３３を狭くして、上部電極２１と下部電極２３との間の空間３５にプラズマを閉じ込める。
【００１３】
このＲＩＥ装置５０では、下部電極２３上にウエーハＷが配置される。また、この状態で、ＲＦ電源２９が上部電極２１と下部電極２３とに（＋と−とが逆位相になるように）高周波電圧を印加すると共に、ターボポンプ３１とドライポンプ３２が上部電極２１と下部電極２３とに挟まれた空間３５内を排気する。さらに、上部電極２１表面のガス・デフュージョン板（図示せず）からウエーハＷに向かって、ＣＦ４、ＣＨＦ３等の反応性ガスがシャワー状に供給される。これにより、空間３５内にはプラズマが発生し、このプラズマ中で＋に帯電した反応性ガスはウエーハＷの表面に引き寄せられて、ウエーハＷ上の膜（例えば、パシベーション膜）をエッチングする。
【００１４】
ところで、このＲＩＥ装置５０では、上部電極２１と下部電極２３とに挟まれた空間３５内における、反応性ガスの含有量が、ウエーハＷ上の膜のエッチングレートや、ポリマーの生成および付着度合いに影響を与える。そこで、この実施形態では、ウエーハＷ上の膜をエッチングする際に、シールドリング２５とフォーカスリング２７との隙間（即ち、排気スペース）３３の高さを調整する。空間３５内の排気は排気スペース３３の高さｈに律速しており、この高ｈさが高いほど、排気は効率良く行われる。
【００１５】
図２は、排気スペース３３の高さｈと、反応性ガスの含有量との関係を示す概念図である。図２に示すように、排気スペース３３の高さが高くなるほど、空間３５内からの排気は効率良く行われ、反応性ガスの含有量は小さくなる傾向にある。但し、含有量が小さくなるほど、膜のエッチングレートも下がる。また、排気スペース３３が完全に閉じられてしまうと、排気が行われなくなる。このため、排気スペースｈの高さについては、その調整可能な範囲に上限と下限とがある。
【００１６】
図３は、パラメータの変更例を具体的に示す図である。
図３に示す各パラメータの数値は、ナローギャップ型ＲＩＥ装置を用いて、ウエーハＷ上に形成されたパシベーション膜をエッチングする場合の数値である。設定Ａは変更前であり、設定Ｂは変更後である。
この例では、排気スペース３３の高さｈを２．０ｍｍ広げる（即ち、１．７ｍｍから３．７ｍｍに変更する）ことで、図１に示した空間３５内において、反応性ガス（ＣＦ４、ＣＨＦ３等）の含有量の低減している。本発明者が行った実験では、排気スペース３３の高さｈを２．７ｍｍとした場合でも、外観特性の改善効果が認められたが、上部電極２１と下部電極２３との離間距離のばらつきや、シールドリング２５の厚みの公差、フォーカスリング２７の厚みの公差を考慮すると、高さｈを３．０ｍｍ以上とすることが好ましい。この例では、排気スペース３３の高さｈを３．７ｍｍとした。
【００１７】
また、エッチングの開口面積が大きい場合は、外観特性を排気スペース３３のみで改善しきれない場合がある。そのため、この例では、排気スペース３３以外の、他のパラメータについても、ポリマーの付着を抑制できるように（即ち、排気能力を上昇させ、ポリマーの生成量を減らすように）その数値を変更した。
設定Ａでは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような外観上の課題が生じていたが、設定Ｂでは、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、スクライブライン５上に微細な凹凸はほとんど形成されず、外観特性を十分に改善することができた。
このように、本発明の実施形態によれば、上部電極２１と下部電極２３とに挟まれた空間３５内において、反応性ガスの含有量を調整することができ、反応性ガスを原料とするポリマー膜の形成を抑制することができる。これにより、例えば、パシベーション膜をエッチングしてパッド電極１上を開口した後の、ウエーハＷの外観特性を改善することができる。
【００１８】
従来の技術では、反応性ガスの種類、ガスの混合比、ガスの流量、ポンプ側の引き圧などを調整することは行われていたが、これら各パラメータの調整のみではポリマー膜の形成を抑制することができず、ウエーハＷの外観特性が損なわれる場合があった（例えば、図６（ａ）〜（ｃ）を参照。）。これに対して、本発明によれば、調整可能なパラメータに「排気スペース」を加えている。排気スペースを調整することにより、上記空間３５内での反応性ガスの含有量を容易に調整することができ、ポリマーの膜の形成を抑制することができる。
この実施形態では、ＲＩＥ装置５０が本発明の「ドライエッチング装置」に対応し、シールドリング２５が本発明の「第１のリング」に対応し、フォーカスリング２７が本発明の「第２のリング」に対応している。また、ウエーハＷが本発明の「基板」に対応している。
【００１９】
なお、上記の実施形態では、ＲＩＥ装置５０を用いて直前に処理したウエーハＷの、アンロード（即ち、ＲＩＥ装置５０からの搬出）後の外観特性に基づいて、排気スペース３３の高さｈを毎回調整するようにしてもよい。即ち、排気スペースの高さｈを、ウエーハＷを１枚ずつ処理するたびに変えるようにしても良い。このような方法によれば、製品処理を続けながら、ウエーハの外観特性を改善することができる。
また、排気スペース３３の高さｈは、例えば図５に示すようにウエーハＷをロード、アンロードするたびに動く値であり、ロード、アンロードの際は下部電極２３が上部電極２１に対して相対的に昇降するため、このタイミングで高さｈを変えることができる。排気スペース３３の高さｈを変えるために、ＲＩＥ装置５０による製品処理をわざわざ停止する必要はないので、高さｈを毎回調整するようにした場合でも、製品処理のスループットを高く維持することができる。
【００２０】
また、その他の形態として、本発明では、図１において、空間３５内の高さ（即ち、上部電極２１と下部電極２３との離間距離）Ｈを広げずに、シールドリング２５、フォーカスリング２７をそれぞれ薄くすることで、排気スペースｈを広げるようにしても良い。このような方法であっても、上記の実施形態と同様、反応性ガスの含有量を調整することができ、ポリマー膜の形成を抑制することができる。
また、上記の実施形態では、本発明のドライエッチング装置として、ナローギャップ型の装置を例示したが、本発明はこれに限られることはない。本発明で用いるドライエッチング装置は、例えば、ナローギャップ型よりも上部電極と下部電極との間の距離（即ち、電極間距離）が大きな、平行平板型の装置であっても良い。このような装置を用いた場合でも、その排気スペースの高さを調整することにより、電極間における反応性ガスの含有量を調整することができ、ポリマーの膜の形成を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１  パッド電極、２  パシベーション膜、３  シリコン酸化膜、４  シリコン窒化膜、５  スクライブライン、６  層間絶縁膜、７、開口部、９  ＴＥＧ、１０  ＩＣ素子、２１  上部電極、２３  下部電極、２５  シールドリング、２７  フォーカスリング、２９  ＲＦ電源、３１  ターボポンプ、３２  ドライポンプ、３３  排気スペース、３５  空間、５０  ＲＩＥ装置、Ｈ  （空間３５の）高さ、ｈ  （排気スペース３３の）高さ、Ｗ  ウエーハ
【図１】
2010165967.tif 000003
【図２】
2010165967.tif 000004
【図３】
2010165967.tif 000005
【図４】
2010165967.tif 000006
【図５】
2010165967.tif 000007
【図６】
2010165967.tif 000008